/**
 * @ClassName: 最大堆
 * @author:
 * @Description:
 * @Date
 **/
public class MaxHeap<E extends Comparable<E>> {
    private Array<E> data;

    public MaxHeap(int capacity) {
        data = new Array<>(capacity);
    }

    public MaxHeap() {
        data = new Array<>();
    }

    //将任意数组转换成堆
    public MaxHeap(E[] arr) {
        data = new Array<>(arr);
        //从第一个非叶子节点开始
        for (int i = parent(arr.length - 1); i >= 0; i--) {
            //下沉元素
            siftDown(i);
        }
    }

    public int size() {
        return data.getSize();
    }

    public boolean isEmpty() {
        return data.isEmpty();
    }

    //返回完全二叉树的数组表示中，一个索引表示的元素的父节点的索引
    private int parent(int index) {
        if (index == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("index 0 doesn't have parent");
        }
        return (index - 1) / 2;
    }

    //返回完全二叉树的数组表示中，一个索引表示的元素的左孩子的索引
    private int leftChild(int index) {
        return index * 2 + 1;
    }

    //返回完全二叉树的数组表示中，一个索引表示的元素的右孩子的索引
    private int rightChild(int index) {
        return index * 2 + 2;
    }

    //向堆中添加元素
    public void add(E e) {
        //先将元素加到数组的末尾
        data.addLast(e);
        //元素上浮
        siftUp(data.getSize() - 1);
    }

    private void siftUp(int i) {
        //如果i>0并且索引i位置的元素大于它的父节点，就交换它和它的父节点，此时索引等于父节点的索引
        while (i > 0 && data.get(parent(i)).compareTo(data.get(i)) < 0) {
            data.swap(i, parent(i));
            i = parent(i);
        }
    }

    //看堆中最大的元素
    public E findMax() {
        if (data.getSize() == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("heap is empty");
        }
        return data.get(0);
    }

    //取出堆中最大的元素
    public E extractMax() {
        E ret = findMax();
        data.swap(0, data.getSize() - 1);
        data.removeLast();
        siftDown(0);
        return ret;
    }

    //元素下沉,每次和左右两个子节点中最大的节点比，和最大的节点交换位置
    private void siftDown(int i) {
        while (leftChild(i) < data.getSize()) {
            //在此轮循环中，data[i]和data[j]交换位置
            int j = leftChild(i);
            //右子节点要小于数组的长度
            if (j + 1 < data.getSize() && data.get(j + 1).compareTo(data.get(j)) > 0) {
                //j=rightChild(i);
                j++;
                //data[j]是leftChild和rightChild中的最大值
            }
            if (data.get(i).compareTo(data.get(j)) >= 0) {
                break;
            }
            data.swap(i, j);
            i = j;
        }
    }

    //取出最大的元素并替换成e
    public E replace(E e) {
        E ret = findMax();
        data.set(0, e);
        siftDown(0);
        return ret;
    }


}
